متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۸/۰۳/۰۷

تعداد بازدید : ۱۹۷

تعداد رای : ۱

برای اولین‌بار هندسه‌ی الکترون به تصویر کشیده شد

در کتاب‌های قدیمی دیده‌ایم که اتم را به صورت یک هسته شاملِ مجموعه‌ای از پروتون‌ها و نوترون‌ها به تصویر کشیده‌اند که تعدادی الکترون حول این هسته در حال چرخش هستند. اما احتمالا میدانید که این ذرات در حقیقت مانند یک کره‌ی کامل نیستند.

تا آنجا که می‌دانیم الکترون‌ها دارای شکل نیستند، بلکه آنها یا ذرات نقطه‌ای هستند یا اینکه مانند موج‌هایی رفتار می‌کنند که بر اساس انرژی شکل خود را تغییر می‌دهند. حالا برای اولین‌بار، پژوهشگران نقشه‌ی یک تک الکترون در یک اتم مصنوعی را به تصویر کشیده‌اند.

 

در این تکنیک از نقاط کوانتومی که کریستال‌های نیمرسانای ریز در مقیاس نانو هستند استفاده می‌شود. در صنعت نیز تلویزیون‌های QLED هم اکنون در بازار یافت می‌شود و این تکنیک به مرحله‌ی تجاری رسیده است. از نقاط کوانتومی به عنوان اتم‌های مصنوعی نیز نام برده می‌شود چون که می‌توانند الکترون‌ها را به دام بیاندازند و حرکت آنها در سه بعد را مختل کرده و با یک میدان الکتریکی آنها را در یک مکان نگه دارند. این الکترون‌های گیر افتاده مانند الکترون‌های وابسته به اتم رفتار می‌کنند و در یک مکان خاص باقی می‌مانند.

 

پژوهشگران با استفاده از اسپکتروسکوپ موفق شدند سطح انرژی در نقاط کوانتومی را اندازه‌گیری کنند و چگونگی رفتار آنها در میدان مغناطیسی‌ای با قدرت متغییر را مشاهده کنند.

این موضوع باعث شد تا پژوهشگران بتوانند در مقیاسی خیلی کوچکتر از نانومتر شکل تابع موج الکترون را در نقاط کوانتومی محاسبه کنند.

 

به گفته‌ی دنیل لاس از دانشگاه بازل: «به بیان ساده، ما می‌توانیم برای اولین‌بار با استفاده از این روش نشان دهیم که الکترون چه شکلی است.»

 

اما این تمام کاری که این تیم تحقیقاتی انجام داد نبود. با تنظیم میدان الکتریکی، آنها موفق شدند شکل حرکت میدان الکتریکی را تغییر دهند و اسپین آنها را با روشی دقیق و بسیار هدفمند کنترل کنند. این موضوع کاربردهای بسیار زیادی در پژوهش‌ها و فناوری‌های آینده دارد. از آنجا که در پدیده‌ی درهم‌تنیدگی کوانتومی باید تابع‌های موج دو الکترون در یک صفحه هم‌محور شوند این قابلیت کاربرد زیادی در درهم‌تنیدگی کوانتومی می‌تواند داشته باشد.

 

آهنگِ اسپین الکترون یک گزینه مناسب برای بکارگیری به عنوان کیوبیت (بیت‌های کوانتومی) است اما زمانی اینکار قابل انجام است که اسپین الکترون تحت کنترل باشد. از آنجا که اسپین حدودا وابسته به هندسه‌ی الکترون است، این پژوهش راهی برای کنترل الکترون باز می‌کند.

 

نتایج این پژوهش در مجله Physical Review Letters به چاپ رسیده است. برای مشاهده آن، لینک مقاله را کلیک نمایید. 

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)